浅谈地铁车站的排水系统设计

1 前言 近年随着城市化进程的加快, 城市人口急剧增多, 国内各大城市的地面交通均面临着巨大的压力,城市轨道交通成为一种有效疏导地面人流和缓解交通堵塞的重要手段, 目前已在国内多个城市中建成并投入运营, 且大多以地下铁道为主。 地铁车站的排水设计是车站给排水及防灾设计的主要内容之一, 及时排放车站内部的积水, 对车辆的正常运行及各类电器设备的保护有着重要意义。地铁车站排水系统采用分流制, 主要由废水系统、污水系统和雨水系统组成, 其中废水系统包括车站冲洗水、消防废水和结构渗漏水等; 污水主要为卫生间生活污水; 雨水主要来自敞开式的出入口和风亭等。 2 地铁车站废水系统设计 车站内废水收集和排放流程如下: 各类废水→排水地漏→轨道排水明沟→主废水泵站→压力检查井→市政污水系统。 2.1 各类废水量设计计算标准 车站冲洗水排水量为 4L m/2次, 计算面积为站厅站台层公共区域, 一日一次, 每次按 1h 计算; 结构渗漏水通常设计标准为 1Lm/2日, 计算面积为车站内表面积; 消防废水按一次消防水量 100%计算。 2.2 排水地漏的布置 车站各类废水均由设在站台层、站厅层和有用水点的房间内的地漏收集, 通过排水立管排放至轨道两侧的排水明沟内。站厅层排水地漏设在车站主体内侧排水浅沟内, 相互间隔约 40m, 此外车站出入口进站处应设置截水沟和排水地漏; 环控机房、保洁间、污水泵房、废水泵房、茶水间等有给水点的房间也应设置地漏。站台层地漏主要排放公共区冲洗废水, 与站台边缘相距 2.5m 以上。对于各类风道进入车站主体处的地漏设置,《地铁设计规范》中并无明确规定, 笔者认为要避免不同类型风道因排水浅沟连通而造成的相互干扰, 每个风道入口处均应设置排水地漏, 不同风道不能共用排水地漏, 如图 1 所示。 2.3 主废水泵站设计 主废水泵站主要排放结构渗漏水、凝结水和生产、冲洗及消防废水等, 应设在车站或线路的最低点, 其设计关键是确定废水池容积和废水泵参数, 车站主废水泵应设置 2 台, 平时互为备用和轮换工作,消防或必要时同时工作, 排水泵流量按消防时排水量和结构渗水量之和确定。主废水池有效容积按照主废水泵 20min 出水量且不小于 30m3 确定。主废水泵站剖面如图 2 所示。 对于部分地铁车站与地下商业建筑合建的情况,笔者认为为了避免商业建筑火灾时对地铁车站的影响, 应在两者之间设置挡水和截水措施, 商业部分内部应设置独立的局部废水泵站。 3 车站污水泵站设计 地铁车站的污水主要来源于车站工作人员日常用水, 一般在车站的站厅层设备区内设有卫生间供工作人员使用, 生活用水量按 50L班/人计, 排水量按生活用水量的 95%考虑。 污水泵站应设置在卫生间下的站台层设备区内,污水集水池有效容积一般按 6h 的污水量确定, 但有效容积不应小于 2m3, 污水泵流量按卫生间排水设计秒流量选取。在实际设计中, 污水池平面不宜过大,以免污水在污水池内停留时间过长, 同时污水池应设置排气管道, 直接与车站排风管道连接。污水泵站布置剖面如图 3 所示。 4 车站雨水泵站设计 雨水泵站主要设置在车站敞开式风亭内及敞开式出入口扶梯下, 雨水排水量按设计暴雨重现期 50年 10min 集流时间计算。出入口处雨水泵流量按出入口消防水量与雨水量之和选取, 风亭处雨水泵流量按计算雨水量选取。各处集水池有效容积按雨水泵的 10min 出水量确定。对于非敞开式出入口的排水泵站, 可归于局部废水泵站, 水泵设计流量仅考虑消防排水量。设有顶盖的风亭, 可不设雨水泵站, 风亭的结构渗漏水可沿风道排入车站内, 由地漏收集后排放至主废水池。 5 各泵站控制水位设置及水泵控制方式 车站控制室监视排水泵的工作状态、手 自动状态、故障状态和水位状态; 对废水池、集水池、污水池的危险水位进行自动监视, 超高报警; 对所有排水泵设自动运行计时, 并按设定运行时间进行主备泵自动切换, 按维修设定计划提供检修报告。排水泵通过泵房控制箱实现水位自动控制和手动控制。控制箱采用一控二方式, 其中水位控制方式采用浮球开关, 浮球开关与控制水位一对一设置。 废水泵房内的 2 台潜污泵, 平时一用一备, 轮换运行。消防时两台同时工作, 废水池内设超低水位、停泵水位和第 1、2 台泵启动水位共 4 个控制水位。 污水泵房内的 2 台潜污泵一用一备, 轮换运行,设停泵、启泵水位和超高报警水位共 3 个控制水位。 车站出入口自动扶梯底部以及洞口集水坑内设2 台潜污泵, 平时一用一备, 必要时双泵运行, 设停泵水位和第 1、2 台泵启动水位共 3 个控制水位。 6 排水管道材料及其他重要防护措施 一般来说, 车站内压力排水管可采用涂塑或衬塑钢管, 重力排水管采用阻燃性 UPVC 管。排水管穿越不同防火分区时应设置阻火圈; 地铁内引出至地铁外的排水金属管线应绝缘处理后方可引出, 可采用安装绝缘法兰或者绝缘短管的方式。另外, UPVC排水管道不能直接穿越轨顶风道, 在风道内的部分应设置钢套管防护, 避免消防时高烟气对管道造成破坏。 7 结语 以上概括了地铁排水设计中的重点内容, 由于地铁车站排水设计有别于其它民用建筑地下室排水设计, 对排水的可靠性和及时性要求更高, 设计人员通过解决设计和施工中遇到的问题, 不断总结和完善地铁排水的设计技术, 以达到安全、合理、经济的目的。 信息来源于：中国城市轨道交通网